某艺术中心智能建筑集成管理系统工程投标文件.docx
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某艺术中心智能建筑集成管理系统工程投标文件
XX艺术中心
智能建筑集成管理系统工程
技
术
标
XX信息技术有限公司
第1章设计方案
1.1楼宇设备自动控制系统
1.1.1需求分析
XX艺术中心是一个全天候开放性的大型公共建筑，包括大剧院、小剧场、音乐厅、美术馆、艺术馆、南大厅、北大厅、中心服务区共八个部分，总建筑面积约7.5万平方米，最高处建筑高度为45米左右，它集文物展示、文物收藏、大型文艺演出、学术交流、行政办公、综合服务等多功能为一体的现代化建筑。
该中心位于郑东新区CBD区内，东临中心湖，北临中心公园，西临90米宽的CBD环道，整个工程汇聚了中、加、德三国设计师智慧，建成后的艺术中心将成为XX省郑州市的标志建筑，它孕育着深厚文化底蕴是XX省对外交流的窗口。
由于艺术中心的特殊性，楼宇自控系统首先要加强环境控制能力，克服能源设计的过度冗余，实现人工管理无法达到的控制精度。
其次，楼宇自控系统能够克服人类对环境变化的“适应性”，及时调整设备运行状态，减少了“空转”浪费。
其三，楼宇自控系统实现人力资源的节约。
楼宇自控系统通过集中监控管理，全馆的设备物业采取值班总调度方式，极大地减少日常机房巡视的维护工作量，减少每班工作人员。
这样就可大大的节省人力资源。
其四，楼宇自控系统需要保证建筑物内机电设备的运行安全。
从统计数据来看，空调系统占整个建筑的耗能在50％以上，而建筑装有楼宇自动化系统（BAS）以后，可节省能耗约25％，节省人力约50％。
随着建筑物规模增大、标准提高，机电设备的数量也急剧增加，这些设备分散在建筑的各个楼层和角落，若采用分散管理，就地监测和操作将占用大量人力资源，有时几乎难以实现。
如采用楼宇自动化系统，利用现代化的计算机技术、控制技术和网络技术，便可实现对所有机电设备的集中管理和自动监测，确保楼内所有机电设备的安全运行，提高建筑内人员的舒适感和工作效率，延长艺术藏品寿命力。
长期保持设备的低成本运行。
一旦设备出现故障，系统能够及时知道何时何地出现何种故障，使事故消除在萌芽状态。
根据以上分析，以及我们对招标文件的消化，结合楼宇自控系统的相关设计规范；对以下设备进行监控：
1、冷热源系统
2、风机盘管系统
3、新风机组监测系统
4、空调系统
5、给排水系统
6、送排风系统
7、热交换系统
8、电力系统
9、灯光、照明系统
10、电梯系统
1.1.2系统概述
为了适应艺术中心发展的需求，我们对XX艺术中心楼宇自动化系统进行了项目分析以及项目设计。
以使本系统做到功能实用、技术先进、经济合理、施工维修方便，并留有可以扩展余地、符合可持续发展要求。
建成后将体现现代化的艺术中心的特点，采用楼宇自动化控制系统对整个美术管内的机电设备进行监控管理。
该系统一方面为艺术中心设备提供最佳控制方案，延缓设备的老化，另一方面为艺术中心内的人员提供舒适、安全的工作环境，同时监控和保障艺术中心内的各种机电设备的正常运行。
为了将XX艺术中心建成一个具有国内领先水平的现代化艺术中心，向在馆内的工作人员提供安全、舒适、便利、快捷的卓越服务，延长馆内的艺术品的寿命力，建立先进和科学的综合管理机制，提高办事效率，我们设计了一个具有最新技术、高运作效率、低维护成本、高可靠性和高性价比的楼宇设备控制系统。
我们本着以人为本，综合考虑投资效费比与长期使用及维护成本，实际使用效果等因素选用西门子公司生产的APOGEE楼宇控制设备。
APOGEE系统对建筑物内的所有空调系统设备、通风排风设备、冷热源设备、给排水系统设备、供配电系统及一些重要电力设备、照明设备实行全时间的自动监测和控制，并同时收集、记录、保存及管理有关系统的重要信息和数据，达到提高运行效率，保证整个艺术中心工作环境的特殊需求，节省能源，节省人力，最大限度安全延长设备寿命的目的。
在考虑系统硬件配置时，除满足目前需要外，对于DDC控制器及其扩展模块上的输入输出点数量，考虑了大约15％的备用量，作为将来可能的调整及设备增加之用。
除满足目前需要以外以方便今后少量的扩展。
整个系统采用采用“分散控制，集中监控”的集散型控制模式，从而确保系统使用的可靠性。
系统的网络结构分为二层：
第一层为采用TCP/IP以太网管理层网络；第二层为BACnet、Lonworks等开放性的控制网络。
1.1.3楼宇自控系统设计依据
我们的设计依据是：
²民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）
²自控专业施工图设计文件编制深度的规定（1987）
²中国电气装置安装工程施工及验收规范（GBJ232-90.92）
²中国高层民用建筑设计规范（GBJ45-90.92）
²智能建筑设计标准（EBD－031－95）
²中国采暖通风与空气调节设计规范（GBJ19-87）
²中国室内给水排水热水供应设计规范（TJ15-74）
²中华人民共和国公共安全行业标准（GA38－92）
²智能建筑设计标准（DBJ08－47－95）
²电气图用图形符号（GB4728－85）
²分散型控制系统工程设计规定（HG/T20573－95）
²工业自动化仪表工程施工及验收规范（GBJ93－86）
²智能建筑设计标准（GB/T50314-2000）
²建筑物防雷设计规范（GB50057-2000）
²相关产品安装使用手册
²业主提供的相关图纸
²XX艺术中心智能建筑集成管理系统系统工程招标文件
1.1.4系统设计思想
1.1.4.1设计目标
楼宇自动化控制系统（BAS）是XX艺术中心智能化系统集成工程的重点之一。
建设楼宇自控系统的目的在于为艺术中心藏品适宜的保护环境，延长藏品的寿命，同时对馆内的观众及工作人员提供舒适、可靠、安全的工作环境，对建筑物内的各种机电设备的正常运行提供高效的管理，同时考虑节约运行能耗，延长设备的使用寿命，减轻操作管理人员劳动强度，从而达到减少整个建筑运行费用的目的。
因此，整个艺术中心的BA系统应体现精确、舒适、安全、自动控制、高效管理、节能等特色。
系统设计目标如下：
（1）延长藏品的寿命，保护藏品不受损伤，改善藏品的小环境（温湿度变化控制在5％）
（2）通过楼宇自控的节能控制，达到节约能源30％。
（3）通过自动化操作，达到节约50％以上的人力。
（4）确保建筑物内工作人员环境的舒适性；
（5）确保所有设备时刻处于高效和最佳工作状态，并提供高效的管理；
（6）提高建筑物和内部人员整体安全水平和灾害防御能力；
（7）通过优化控制提高过程控制水平，提供最佳的能源控制方案，实现合理的能源管理，节约能源消耗，减少劳动强度；
（8）提供设备运行状态的有关资料、报表，实现设备维护工作的自动化；优化设备运行的控制，降低运行成本，节省人力，并实现系统功能和信息的共享；
（9）成为智能化系统集成的基础网络。
1.1.4.2设计原则
本方案所提供的APOGEE楼宇自控系统，遵循下述原则：
先进性：
采用国际上先进的“集散型控制系统”，通过中央监控系统的计算机网络将各层的控制器，现场传感器、执行器及远程通信设备进行联网，实现集中管理和分散控制的综合监控及管理功能，或采用“全分布式系统”完成以上功能。
系统支持目前业界先进的主流技术。
安全性：
系统的构成能保证系统和信息的高度安全性,采取必要的防范措施，使整个系统受到非法入侵或意外故障时，对系统破坏限制在最小程度。
同时在系统控制方案的设计中，充分考虑安保、消防等方面的要求，采取切实可行的联动措施，保障建筑内人员的健康和安全，以及建筑设备的安全运行。
可靠性和容错性：
分散控制、集中管理的特点，保证每个子系统都能独立控制，同时在中央工作站上又能做到集中管理，使得整个系统的结构完善、性能可靠。
可扩展性：
系统方案中的总线能力、软件资源、DDCI/O点均应留有一定的余量，以便根据业主要求灵活增加少量控制点而无需增加额外的费用。
另外，我们选用的BAS系统，允许在统一的集成监控平台下，扩展新的控制网络总线，所以系统规模可以成倍增加。
可集成性：
系统具有充分的开放性能。
本方案推荐的BAS系统，具有与其它建筑设备和系统产品进行数据通讯的能力,，以便建立以BAS为基础的建筑设备集成管理系统（BMS），同时BAS系统应能向集成系统提供通信接口，具有和第三方作数据交换和信息共享的能力，以便后期根据业主要求实现管理信息系统集成。
开放性和互操作性：
系统容许不同厂家的产品组成一个完整的建筑设备自动化系统，并容许不同厂家的标准产品相互替换，以便系统今后的维护、扩展、更新。
经济性：
以切合整个艺术中心的实际情况为出发点，对各设备的监控方案进行优化，充分考虑实际需求，杜绝重复投资，使系统具有较高的性能价格比。
易操作性：
方案采用一套完整的具有良好人机界面的软件系统，包括操作系统及应用软件，以支持BAS系统的正常工作。
系统的操作界面为中文图形界面，采用网页化的浏览方式。
1.1.5系统特点
本方案所采用的系统符合以下要求：
1.1.5.1采用多层网络结构
APOGEE采用了多层网络结构和世界先进技术，使得APOGEE集散系统无论在可靠性和技术上都是世界领先的水平。
管理网：
APOGEE的图形工作站（采用DELPC或其他品牌机）可以进入以太网进行数据管理（TCP/IP），实现区域性数据联网，提高管理水平，速率可达到10Mbps。
（可根据实际情况决定是否使用）
楼宇网：
PC通过PeerToPeerNetwork（同层总线共享无主从方式），可以连接多达100台BLN控制器（如MBC、MEC等），速率可达到115.2Kbps。
楼层网（LAN）：
每台MBC的LAN网可连接多达96台独立式单元控制器或非独立式单元控制（UC、TEC、DPU等）。
为系统扩展及完成较大型集散系统提供了方便。
系统同时支持LONWORKS。
1.1.5.2集中管理分散控制
网络管理域：
采用高速以太网组成建筑物的信息主干网，符合TCP/IP协议。
可以利用OPC技术支持多种开放式协议（包括BACnet、ARCnet、LONTALK），兼容多种标准接口软件（包括ODBC、DDE等）
可即时访问多个INSIGH个人计算机图形工作站，ApogeeOPC服务器技术允许第三方系统利用OPC客户端的应用程序对Apogee系统实行监测和控制，也可从Apogee系统上获取报警信息和事件记录，并为系统提供10M波特率的通讯速度，。
网络数据域：
采用模块式智能型控制器MBC或MEC，可完全独立于中央站工作，并通过同层通讯总线（BLN）实现相互间的双向通讯和数据交换，通信速率达到115.2Kbps。
当系统通讯发生故障时，各个DDC仍然能独自完成正常的监控功能。
系统可以采用网关技术把变配电系统与BA系统相连接，实现BA系统对变配电系统的检测。
控制数据域
空调系统通常由空气处理机组、新风机组、风机盘管等设备组成，BA系统检测和控制这些设备的运行状况和参数，同时根据对环境的需求调节机组的运行参数。
电梯、给排水、照明系统的水泵水箱等设备由附近的控制器进行监测和控制。
1.1.5.3系统硬件配置
本系统在中心服务区设为BA监控机房，内设BA工作站一台和分布在各地的智能分站、通讯线、各种现场装置组成，形成集散控制系统。
整个艺术中心楼宇自控系统共配置44台BLN级DDC控制器，并结合若干点扩展模块，通过1条BLN总线覆盖整个艺术中心。
以满足冷热源、空调、送排风、给排水、变配电、照明等设施的监控、管理要求。
通用通信接口设备
常规的通讯转化协议接口RS232/RS485转换器，如电梯系统通讯接口等。
其它相关硬件
给排水、照明等硬件控制连接的控制箱等。
数据传输线路
1.1.5.4系统软件配置
运行于WindowsXP中文平台，灵活的动态图形操作界面，软功能键、下拉式菜单，可用鼠标完成大部分功能
面向对象的数据库Objectivity
跨平台数据库数据交换（ODBC）
接口与服务器（DDE）
数据采集与管理应用软件
运行参数与状态显示应用软件
运行记录报表的打印应用软件
中央调度及智能远动控制应用软件
故障诊断及报警应用软件
图形包MicrografxDesigner
面向MicroExcel的趋势数据界面
可制定的权限
每个工作站可有200个操作员
运行画面若干张
现地控制单元编程软件
1.1.6本方案的关键技术
1.我们对于重要区域等需要提供恒温恒湿的重要区域采集房间温湿度为空调系统控制温湿度，已达到空调控制精度的要求。
2.中央监控系统软件采用国际上最新知名的集散式控制系统，功能强大、先进，作为建设艺术中心智能化系统的第一阶段，不必另外增加投资，即可建立以BAS为中心的集成设备管理系统，为整个艺术中心的信息化创造条件。
3.充分利用DDC控制网络及其扩展网络通讯的能力，采用分布式扩展模块，系统设计相对比较分散，使得I/O电信号布线大为减少，控制扩展网络可接Lonworks总线。
4.根据不同的功能区域的划分配置各控制点和设备，结合中央监控系统软件对不同功能区域的设备实行分区管理。
做到既可以按照今后管理运行的要求对硬件、软件进行分区，又可以通过网络灵活地将各区域的设备集成在一个BAS系统架构下进行集中管理。
5.作为一个多功能艺术中心，为降低能耗、减少运行费用而采用先进、成熟的节能控制技术和管理手段十分必要，本方案为艺术中心的节能控制提供技术手段，如冷水机组的群控、空调水泵的控制、冷却塔台数控制、空调分区控制与管理、空调机温度控制、空调机最小新风量控制、新风机送风温度控制、新风门开度控制、新风送风量重设定控制、室内空气质量控制、焓值控制、室内压力控制、照度控制、热水温度控制、设备寿命均衡控制等；另一方面是运用能量管理软件，为整个艺术中心的节能管理提供管理手段，根据艺术中心内部的不同子系统的实际情况以及不同功能特点，收集整个馆内的能耗数据，进行分析评估，采取措施降低馆内的能耗。
我们在设计本方案中，充分考虑到节能方面的需求，力求为建筑运行管理提供灵活的控制手段，以便管理者根据实际运行情况灵活采取管理措施降低运行费用。
6.按时间对公共照明灯光进行启停控制，将可以有针对性地控制和更好地节约电能。
由于展柜的调光控制系统不纳入BA系统的检测因此，本方案只对公共照明进行监控。
调光系统在其他章节进行描述。
7.BAS和变配电系统以及其它第三方设备的数据交换采用通讯接口方式，极大地优化了系统结构和性能。
8.由于本方案采用了一个充分开放的网络软件体系结构，XX艺术中心的设备监控系统和外部设备、系统的通讯连接和交换数据已经没有障碍，无论是将来有新的楼宇设备需要接入本系统，还是本系统接入更高层次的信息集成系统，都有最方便、可行的解决方案。
1.1.7重要设计策略
1.1.7.1设备的节能和环保控制
如果说控制系统所面临的任务中，温、湿度控制和提供舒适性环境，已经在上一个世纪得到了有效解决的话，那么在21世纪，工程师面临的任务就是更高的一个境界：
节能和环保。
楼宇自控系统最新的发展是基于控制网络的全局优化控制，而这种全局优化所追求的目标和实际效果，就是节能和环保。
目前根据负荷侧的实际需求，提供恰如其分的水量或者风量，已经达到精细化控制的程度。
这是当前楼宇自控系统发展的主要特点之一。
为降低能耗、减少运行费用，有必要采用先进、成熟的节能控制技术和管理手段。
如冷冻机组的群控、冷却塔台数控制、空调分区控制与管理、空调机温度控制、空调机最小新风量控制、新风机送风温度控制、新风门开度控制、送风机变频控制优化、室内空气质量控制、焓值控制、热水温度控制、设备寿命均衡控制等等。
另一方面运用能量管理软件，为艺术中心的节能措施提供管理手段，根据艺术中心内部的不同子系统的实际情况以及不同功能特点，收集馆内的能耗数据，进行分析评估，采取措施降低馆内的能源消耗。
充分考虑到建筑物节能方面的需求，力求为建筑运行管理提供灵活的控制手段，以便管理者根据实际运行情况灵活采取管理措施降低运行费用。
1.1.7.2现场实时控制功能在DDC中编程组态完成
BAS所有监测和控制点均通过数字式直接控制器（DDC）接入，系统中的监控工作站不直接参与被监控对象有输入输出联系。
保证大部分控制单元的现场实时控制功能在DDC中编程组态完成，仅有部分规模较大的需要大范围协调的复杂控制，有可能需要在上位机中编制程序。
因为DDC能够不依赖网络独立运行，这种组态策略，将极大地提高系统的运行可靠性。
按照设计图纸，我们把相应区域的空调机、送、排风机及照明的监控点放在一起处理，这样既可以提高系统的可靠性，又方便于软件编程，组织控制功能。
1.1.7.3精心设计冷水机组的台数控制策略
为节能目的，业主将冷热源控制系统由设备承包商来设计的冷水机组运行台数控制，目的是希望将会带来巨大的经济效益。
但是这种控制系统开通投运不易，失败的原因多种多样，其中相当一些工程的控制方案本身有失误。
所以控制方案本身必须在原理上正确和有效，需要对这种控制系统有深刻的把握和认识，准确选择检测参数以及检测点位置，设计合理的控制策略。
1.1.7.4根据空调水工艺参数计算选择调节阀门的口径
如果依据空调水系统工艺参数合理设计调节阀门的型号和口径，将可以有效地补偿和校正空调水流速和盘管阻力之间的非线性特点，从而使调节装置在负荷的各点处，都能稳定有效地工作，这对于提高系统调节品质，延长调节阀使用寿命，有着重要意义。
这是许多楼宇自控系统工程方案忽略的方面。
1.1.7.5设计合理的闭环控制方案
闭环控制方案一：
闭环控制方案二：
1.1.7.6楼宇自控系统与它方系统设备的接口
对于具有开放的数据通讯接口的系统，可配置BAS的数据通讯接口和它们连接，这样的系统有：
冷冻机组、变配电监控系统、电梯系统和生活水系统等。
在本方案中对于冷冻机组、电梯系统和生活水系统现场DDC直接控制，在不增费用的情况下完成对设备的控制和数据采集不必采用第三方接口进行检测。
对于变配电系统采用数据通讯接口具有较高的性价比，因此我们变配电系统采用通讯接口进行检测，对于这部分的方案设计，有待明确这些第三方设备以及通讯接口的详细规格后进一步细化。
为了不失完整性，我们在本方案中提出了最通常的硬、软件选型，并做了全面的设计。
1.1.8系统监控功能
1.1.8.1中央工作站
系统由PC主机、彩色屏幕显示器及打印机组成，可直接与以太网相连。
APOGEEInsight工作站软件借助于WindowsNT/2000/XP多任务环境，是本系统的管理与调度的中心，实现对整个系统的集中管理、以及对整个楼宇的被控设备进行监测、调度、管理，实现设备的联动控制。
1.1.8.2软件功能
—数据采集与处理。
—中央管理工作站采集各现场控制器（DDC）上送来的各项数据，运行参数及运行状态，实时刷新数据库，供进一步处理及查询分析。
—系统运行状态与历史状态显示。
—以图形方式显示当前或历史上某一时刻的运行参数，实时显示各测点的参数及各设备的运行状态。
—运行记录报表与参数曲线打印。
—以表格形式打印各测量参数及设备运行状态。
—故障诊断和报警。
—中央管理单元根据实时接收到的各个现地控制单元的参数状态信息，经分析整理后将故障信息及时在屏幕上进行显示。
APOGEE系统软件,它具有以下功能：
—大容量
—一台中央工作站可以控制的点数达到1,000,000点
—多任务性
由于采用了WindowsNT/2000/XP操作平台，其强大的多任务功能，通过全动态窗口，操作员可以同时监视多个视窗，从而可提高操作员和系统的效率，是一个真正的多任务系统。
—DragandDrop浏览功能
充分采用WindowsNT/2000/XP中DragandDrop的新功能，即在计算机上可以拖动动态点到应用程序，自动生成趋势图，点的操作历史等数据或图形。
—结构化的命名方式：
长度达30个字节的结构化命名方式可以由用户灵活的使用，使点的名字更能为用户识别，另外有16个字节可以对点进行描述。
—多点动态趋势图，可同时输出或者监测10个点的动态变化趋势。
—保密性：
多级密码限制对数据库和其它机密信息的存取，采用多级密码控制，以满足众多指定用户的需要，可根据工作需要，任意定义用户的操作权限，控制范围。
报警与信息提示功能，产生报警信号时，可直接切换至动态图或者查询信息提示
动态的系统监控体系和系统构架图，可以直观的检测和设置整个系统的通讯，便于诊断系统故障，方便系统数据的上载和下载。
—易于管理，可以针对不同操作者的权限和工作性质，精确指定不同操作者的的不同权限内容。
—系统能完全向上兼容，无需特殊设备和工艺就能完成系统升级及容量扩充。
可预设长达一年的时间表，用于设备定时控制和报表输出。
—动态图形（Animation）
Insight采用了新的动态的图形功能。
该功能将模拟量或数字量信息点与动态的GIF影像文件连接并显示其状态，当这点的值发生变化时，动态图形被当作对象存储并且通过对象选择器进行选取。
尽管能创建自己的动态图形并将其输入至图形应用中，Insight还是一套标准的被普遍应用的对象可利用，您可以通过插入菜单或者一个新的工具栏按钮来进入这项功能。
—远程通告选项（RENO）
远程通告选项允许Insight发送警告和事件信息给远端设备，比如：
文字寻呼机、数字寻呼机、电话或者Email地址。
当一个通告被发送，会收到触点相应的反馈，一个触点当报警和事件发生时就是一个有配发射设备的备用通告者，当信息点至少是仅供可读的，连系才能被通告。
对APOGEE数据库中所有点进行通告，不考虑其来源（例如：
BACnet或其它系统的那些不存在于APOGEE系统中的网络点）
通告普通和紧急的报警通知，并且能够根据不同的警报级别定制通告。
BLN事件的通告
警报升级
有能力停止和重新启动警报升级
设备分组
手动通告
—自动备份（Automaticbackup）
Insight自动备份是WINDOWS界面和独立运行的软件，可在任何Insight服务器或终端上运行。
Insight备份功能提供以下的能力：
备份APOGEEInsight数据库
从自动备份软件所创建的备份数据中恢复APOGEEInsight数据
配置和安排重复使用的数据
清除不必要的备份以清空磁盘空间
1.8.1.2硬件配置
采用Dell计算机
基本配置如下：
IntelP43.0GHz处理器
内存，1024MB
72*4GB硬盘
3.5英寸软驱
CD-ROM驱动器
20"显示器
WindowsXPProfessionalSP1（中文版）
1.1.9子系统功能及实现方式
1.1.9.1冷热源系统
冷热源系统监控如下：
监控设备
监控内容
冷水机组
启停控制，运行状态、故障报警、手自动状态、出口水流状态、水流量、供回水温度。
冷冻水泵
启停控制运行状态，故障报警，手自动状态监测。
冷却水泵
启停控制、运行状态，故障报警，手自动状态监测。
冷却塔
启停控制、运行状态，故障报警，手自动状态监测。
膨胀水箱
低液位、高液位检测。
热交换器
供水温度、流量、压力、阀门开度控制。
热水循环泵
启停控制、运行状态，故障报警。
1、程序控制内容
程序控制冷冻机组启/停，以达到最低能耗，达到最低的主机折旧。
根据预置程序日程安排（例如：
节假日、上下班等）自动开关冷水机组。
根据程序自动切换机组，累计每台机组运行时间，自动选择运行
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